​各種金屬材料成形工藝，還有比這更齊全的嗎？

材料成形方（fāng）法是（shì）零件設計的重要內容，也是製造者們極（jí）度關（guān）心的問題，更是材料加工過程中的關鍵因素，今天就帶大家來看看金屬成形工藝。

▌ 鑄造

液（yè）態金屬澆注到與零件形狀、尺寸（cùn）相適應的鑄型型腔中，待其（qí）冷（lěng）卻凝固，以獲得（dé）毛（máo）坯（pī）或零件的生產方法，通常稱為金屬（shǔ）液態成形或鑄造。

工藝流程：液體金屬→充型→凝固（gù）收（shōu）縮→鑄件

工藝（yì）特點：

1、可生產形狀任意複雜（zá）的製件（jiàn），特別是內腔形狀複雜的製件。

2、適應性強，合金種類不（bú）受限製，鑄（zhù）件大小幾乎不受限製。

3、材（cái）料來源廣，廢品可重熔，設備投資低。

4、廢品率高、表麵質量較低、勞動條（tiáo）件差。

鑄造分類 ：

（1）砂型鑄造（sand casting）

砂型鑄（zhù）造：在砂型中（zhōng）生產鑄（zhù）件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色（sè）合金鑄件都可用（yòng）砂型鑄造方法獲得。

工（gōng）藝流程：

砂型鑄造工（gōng）藝流程

技術特點：

1、適合於製成形狀複雜，特別是具有複雜內腔的毛坯；

2、適應（yīng）性廣，成本低；

3、對於某些塑（sù）性很差的材料，如鑄鐵等，砂型鑄造是製造其（qí）零件或，毛坯的唯（wéi）一（yī）的（de）成（chéng）形工藝。

應用：汽車的發動機氣缸體、氣缸（gāng）蓋、曲軸等鑄件

（2）熔模鑄造(investmentcasting)

熔模鑄造：通常是指在易熔材料製成模樣，在（zài）模（mó）樣表麵包覆若幹層（céng）耐火材（cái）料製成型殼（ké），再將模樣熔化排（pái）出型殼，從而獲得無分型麵的鑄（zhù）型，經（jīng）高溫焙燒後即可填砂澆注的鑄造方案。常稱為“失蠟鑄造”。

工藝流（liú）程：

熔模鑄造工藝流程（chéng）

優點（diǎn）：

1、尺寸精度和幾何精度高；

2、表麵粗糙度高；

3、能夠鑄造外型複雜的鑄件，且鑄造的合（hé）金不受限製。

缺點：工序繁雜，費（fèi）用較高

應用：適用於生產形狀複雜（zá）、精度要求高、或很難進行（háng）其它加工的小型零件，如渦輪發動機的葉片等。

（3）壓力鑄造(die casting)

壓（yā）鑄：是（shì）利用高（gāo）壓將金屬液高速壓入一精密金屬模具型腔內，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。

工藝流（liú）程：

優點：

1、壓鑄時金屬液體承受壓力高，流速快

2、產品質量好，尺（chǐ）寸穩定，互（hù）換性好；

3、生產效率高，壓鑄模使用次數多；

4、適合大批大量生產，經濟（jì）效益好（hǎo）。

缺（quē）點：

1、鑄件容易產生細小的氣孔和縮鬆。

2、壓鑄（zhù）件塑性低，不宜在衝擊載荷及有震（zhèn）動的情況下工作；

3、高熔點合（hé）金（jīn）壓鑄時，鑄型壽命（mìng）低，影響壓鑄生產的（de）擴大。

應用：壓鑄件最先應用在汽車工業和儀表工業，後來逐步擴大到各個行業，如農業機械、機床工業、電子工業、國（guó）防（fáng）工業、計算（suàn）機（jī）、醫療器械、鍾表（biǎo）、照相（xiàng）機（jī）和日用（yòng）五金等多個（gè）行業。

（4）低壓鑄（zhù）造(low pressure casting)

低壓鑄造：是指使液體金（jīn）屬在較低（dī）壓（yā）力(0.02～0.06MPa)作用下充填鑄型，並在壓力下結晶以形成鑄件的方（fāng）法.。

工藝流（liú）程：

技術特點：

1、澆注時的壓力和（hé）速度可以調節，故可適用於各種不同鑄型（如金屬型、砂型等），鑄造各種合金及各種大小的鑄件；

2、采用底注式充型，金屬液充型平穩，無飛濺（jiàn）現象，可避（bì）免卷入（rù）氣體及對型壁和型芯的衝刷，提高了鑄件的合格率；

3、鑄件（jiàn）在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪（lún）廓（kuò）清晰、表麵光潔（jié），力學（xué）性（xìng）能較（jiào）高，對於大薄（báo）壁件（jiàn）的鑄造尤（yóu）為有利；

4、省去補縮冒口，金屬利用率提高到90～98%；

5、勞動強度低，勞動（dòng）條件好（hǎo），設備簡易，易實現機（jī）械化（huà）和自動化。

應用：以傳統產品為主（氣缸頭、輪轂、氣缸架等）。

（5）離心鑄造(centrifugal casting)

離心鑄（zhù）造：是將金屬液澆入旋轉的鑄型中，在離心力作用下（xià）填充鑄型而凝（níng）固成形的（de）一種（zhǒng）鑄造方法。

工藝流程：

優點：

1、幾乎不存在澆（jiāo）注係統（tǒng）和冒口係統的金屬消耗，提（tí）高工藝出品率；

2、生產中空鑄件時可不用型芯，故在生產長管形鑄件時可大幅度（dù）地改善金屬充型能力；

3、鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學性能高；

4、便於製造筒、套類複合金屬（shǔ）鑄件。

缺點：

1、用於（yú）生產異形鑄件時有一定的局限性；

2、鑄件內孔直徑不準確，內孔表麵比（bǐ）較粗糙，質（zhì）量較差，加工餘量大；

3、鑄件易產生比重偏析。

應用（yòng）：

離（lí）心鑄（zhù）造最早用於（yú）生產鑄管，國內外在冶金、礦山、交通、排（pái）灌機械、航空、國防、汽車等行業中均采用離心鑄造工藝，來生產鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵（tiě）管、內燃機（jī）缸套和軸套等鑄件（jiàn）的生產最為普遍。

（6）金屬型鑄造(gravity die casting)

金屬型（xíng）鑄造：指液態金屬在重力作用下充填（tián）金（jīn）屬鑄型（xíng）並在型中冷卻（què）凝固而獲得鑄（zhù）件的一種成型方法。

工（gōng）藝（yì）流程：

優點:

1、金屬型的熱導率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學性能比砂型鑄件高15%左（zuǒ）右。

2、能獲得較高尺寸（cùn）精度和較低表麵粗糙度（dù）值的（de）鑄件，並且質（zhì）量穩定性好。

3、因不用和很少用砂芯，改善環（huán）境、減少粉塵和有害氣（qì）體、降低勞動強度。

缺點：

1、金屬型本身無透氣性，必須采用一（yī）定的措施導出型腔中的空（kōng）氣和砂芯所產生的氣體；

2、金屬型（xíng）無退讓性，鑄件凝（níng）固時容易產生裂紋（wén）；

3、金屬（shǔ）型製造周期較長，成本較高。因此隻有（yǒu）在大量成批生產時（shí），才（cái）能顯示出好（hǎo）的經濟效（xiào）果。

應用：

金屬型鑄造既適用於大批量生產形（xíng）狀複雜的鋁合（hé）金、鎂合金等非鐵（tiě）合金鑄件，也適合於生產鋼鐵金屬的鑄件、鑄錠等。

（7）真空壓鑄(vacuumdie casting)

真空鑄造：通（tōng）過在壓鑄過程中抽除壓鑄模（mó）具型腔內的氣體而消除或（huò）顯著減少壓鑄（zhù）件（jiàn）內的（de）氣孔和溶解氣體，從而提（tí）高壓鑄件力學性能和表麵質量的先進壓鑄工藝。

工（gōng）藝流（liú）程（chéng）：

優點：

1、消除或減少壓鑄件內部的氣孔，提高壓（yā）鑄（zhù）件的機械性能和表麵質量，改善鍍覆性能;

2、減少型腔的反（fǎn）壓（yā）力，可使用較低的比壓及鑄造性能較（jiào）差的合（hé）金，有可能用小機器壓鑄較大的鑄件;

3、改善了充填（tián）條件，可壓鑄較薄的鑄件;

缺點：

1、模（mó）具密封結構（gòu）複雜，製（zhì）造及安裝較困（kùn）難（nán），因（yīn）而成本較高;

2、 真空壓鑄法（fǎ）如控製不當（dāng），效果就不是很顯著。

（8）擠壓鑄造（zào）(squeezing die casting)

擠壓鑄造：是使液態或半固態金（jīn）屬在高壓下凝固、流動成形，直接獲得製件或毛坯的方法。它具有液態（tài）金屬利用率高、工序簡（jiǎn）化和質量（liàng）穩定（dìng）等優點（diǎn），是一種節能型的、具有（yǒu）潛在應用前景的金屬成形技術。

工藝流（liú）程：

直接擠壓鑄造：噴塗料、澆合（hé）金（jīn）、合模、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯脫模、複位；

間接擠壓鑄造（zào）：噴塗料、合模、給料、充型、加壓、保壓、泄壓，分模、毛坯（pī）脫模、複位。

技術特（tè）點：

1、可消除內部的氣孔、縮孔和縮鬆等缺陷；

2、表麵（miàn）粗（cū）糙度低，尺寸精度高；

3、可防（fáng）止（zhǐ）鑄造裂紋的產生；

4、便於實現機械（xiè）化、自動化。

應用：可（kě）用於生產各種（zhǒng）類型的（de）合金（jīn），如鋁合金、鋅合金、銅合金、球（qiú）墨鑄鐵等

（9）消失模鑄造（Lost foam casting ）

消失模鑄（zhù）造（又稱實型鑄造）：是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型簇，刷塗耐火塗料並烘幹後，埋在幹石英砂中振（zhèn）動造型，在負壓下澆注，使模（mó）型氣化，液體金屬占據模型位置，凝固冷卻後形成鑄件的（de）新型鑄造方（fāng）法。

工藝流程：預發（fā）泡→發泡成型→浸塗料→烘幹→造型→澆注→落砂→清理

技術特（tè）點（diǎn）：

1、鑄件精（jīng）度高，無砂（shā）芯，減少了（le）加工時間；

2、無分型麵，設計靈活，自由度高；

3、清潔生產，無汙染（rǎn）；

4、降低投資和生產成本。

應用：

適合成產結構複雜的各種大小較精密鑄件，合金種類不限，生（shēng）產批量不限。如灰（huī）鑄鐵發動機箱體、高錳鋼彎管等。

（10）連（lián）續鑄造（continual casting）

連續（xù）鑄造：是一種先（xiān）進的鑄造方法，其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做（zuò）結晶器的特殊金屬（shǔ）型中，凝固（結殼）了的（de）鑄件，連續不斷地從結晶器的（de）另一端拉出，它可獲得任意長（zhǎng）或特定的長度的鑄件。

工藝流程：

技術特點：

1、由於金（jīn）屬被迅速冷卻，結晶致密，組織均勻，機械性能較好；

2、節約金屬，提高收得率；

3、簡化了工（gōng）序，免除造型及（jí）其（qí）它工序，因而減輕了勞動強度；所需生產（chǎn）麵積也大為減（jiǎn）少；

4、連續鑄造生產易於實現機械化和自動化，提高生產效率。

應（yīng）用：

用連續鑄造法可以澆注鋼、鐵、銅合金、鋁合金、鎂合金等斷麵形（xíng）狀不變的長鑄件，如鑄錠、板坯、棒坯、管（guǎn）子等。

▌ 塑性成形

塑性成形：就是利用（yòng）材料的塑性，在工具及模具的外力（lì）作用下來加工製件的（de）少切削或無切削的工（gōng）藝方法。它的種類有很多，主（zhǔ）要包括鍛（duàn）造、軋製、擠壓、拉拔、衝壓等（děng）。

（1）鍛造

鍛造：是一種利用鍛（duàn）壓機械對（duì）金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形（xíng）以獲得（dé）具有一定機械性能、一定形狀（zhuàng）和尺寸鍛件的（de）加工方（fāng）法。

根（gēn）據成形機理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環、特殊鍛造。

自由鍛造：一般是在錘（chuí）鍛或者水壓機（jī）上，利用簡（jiǎn）單的工具（jù）將金屬錠或者塊料錘成所需要形狀和尺寸的加工方法。

模鍛：是在模鍛錘或者熱模鍛壓力機上利用模具來成（chéng）形的（de）。

碾環：指（zhǐ）通過專用設備（bèi）碾環機生產不同直徑的環形零件，也用來（lái）生產汽車（chē）輪轂、火車車輪等輪形零件（jiàn）。

特種鍛造：包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態模鍛等鍛造方式，這些方式都比較適用於生產某些特殊形（xíng）狀的零件（jiàn）。

工藝流程：鍛坯加（jiā）熱→輥鍛備坯→模鍛成形→切邊→衝孔→矯正→中間檢驗→鍛件熱（rè）處理→清理→矯正→檢查（chá）

技術特點：

1、鍛件質量比鑄件高能承受大的衝擊力作用，塑性、韌性和其他方（fāng）麵的力（lì）學性能（néng）也都比鑄（zhù）件高甚（shèn）至比軋件高。

2、節約原（yuán）材（cái）料，還能縮短加工工時。

3、生（shēng）產效率高例。

4、自由鍛造適（shì）合於單件小批（pī）量生產，靈活性比較大（dà）。

應用：

大型軋鋼機的軋輥、人字齒輪，汽輪（lún）發電機組的轉子、葉輪、護環，巨大的水（shuǐ）壓機工作（zuò）缸和立柱，機車軸，汽車和拖拉機的（de）曲軸、連杆等。

（2）軋製

軋製：將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙（各種形（xíng）狀），因受軋輥的壓縮成型軋製使材料截麵減小，長（zhǎng）度增加（jiā）的壓力加工方法。

軋製分類：

按軋件運動分有：縱軋（zhá）、橫軋、斜軋。

縱軋:就是金屬在兩個旋轉方向相反的軋（zhá）輥之間通過，並在其間產生塑性變形的過程（chéng）。

橫軋：軋件變形後運（yùn）動方向（xiàng）與軋輥軸線方向一致。

斜軋：軋件作螺旋運動，軋件與（yǔ）軋（zhá）輥軸線非特角。

工（gōng）藝流程：

應用：

主（zhǔ）要用在金屬材料型材，板，管材等 ，還有一些非金屬材料（liào）比如塑料製品及玻璃製品。

（3）擠壓

擠壓（yā）：坯料在三向不均勻壓應力作用下，從模（mó）具的孔（kǒng）口或（huò）縫隙（xì）擠（jǐ）出使之橫截麵積減小長度增加，成為（wéi）所需製品的加工方（fāng）法叫擠壓，坯料的這種加工叫擠壓成型。

工藝流程：

擠壓前準備→鑄棒加熱→擠壓→拉伸扭擰校直→鋸切（定尺）→取樣檢查→人工（gōng）時效→包裝入庫

優點：

1、生產範圍廣，產品規格、品種多；

2、生產靈活性大，適合小批量生產；

3、產品尺寸精度高，表（biǎo）麵質量好；

4、設備投資少，廠房麵（miàn）積小，易實現自動化生產。

缺點：

1、幾何廢料損失大；

2、金屬流動（dòng）不均勻；

3、擠壓速度低，輔助（zhù）時間長；

4、工具損耗大，成本（běn）高。

生產適用（yòng）範圍（wéi）：主要用於製造長杆、深孔、薄壁、異型斷麵零件。

（4）拉拔

拉拔：用外力作用於被拉金屬的前端，將金屬坯料從小於坯料斷麵的（de）模孔中拉出，以獲得相應的形狀和尺寸的製品的一種塑性加工方（fāng）法。

優點：

1. 尺寸精確，表麵光潔；

2. 工具、設備簡單；

3. 連續高速生（shēng）產斷麵小的長製品。

缺點：

1. 道（dào）次變形量與兩次退火（huǒ）間的總變形量有限；

2. 長（zhǎng）度受限製。

生產適用範圍：拉拔是金屬管材、棒材（cái）、型材及線材（cái）的主要加工方法。

（5）衝壓

衝壓：是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。

技術特點：

1、可得到輕量、高剛性（xìng）之製品。

2、生產性良好，適合大量生產、成本低。

3、可得到品質均一的製（zhì）品（pǐn）。，

4、材料利用率高、剪切性及回（huí）收性良好 。

適用範圍：

全世界的（de）鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過（guò）衝壓製成成品。汽車的車身、底（dǐ）盤（pán）、油箱、散熱器片，鍋爐的（de）汽包，容器的殼（ké）體，電機、電器的（de）鐵芯矽鋼（gāng）片等都是衝壓加工的。儀器儀（yí）表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也（yě）有大量衝壓件。

▌ 機加工        

機加工：是在在零件生產（chǎn）過程中，直接用刀具在毛（máo）坯上切（qiē）除（chú）多餘金（jīn）屬層厚度，使之或者圖紙（zhǐ）要求的尺寸精度（dù）、形狀（zhuàng）和位置相互精度（dù）、表麵質量等（děng）技術要求的加工過程。

常用機加工方法：

▌ 焊接        

焊接：也稱作熔接,鎔接是一種以加熱（rè）、高溫或者高壓的方式接合（hé）金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。

焊接分類：

▌ 粉末冶金        

粉末冶金：是製取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為（wéi）原料，經（jīng）過成形（xíng）和燒結，製造金屬（shǔ）材（cái）料、複合材料以及各種類型製品的（de）工藝（yì）技術。

工藝基本流程：

優點：

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料隻能用粉末冶金方法來製造。

2、節約金屬，降低產品成本。

3、不會給材料任何汙染，有可能製取高（gāo）純度的材料。

4、粉末冶金法（fǎ）能保證材料成分配比的正確性和均勻性。

5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品，能大（dà）大降低生產成本。

缺點：

1、在沒有批量的情況下要考慮 零件的大小。

2、模具費用（yòng）相對來說要高出鑄造模具。

生（shēng）產適用（yòng）範圍：

粉末冶金技術可以直接製成多孔、半致密或全致（zhì）密材（cái）料（liào）和製品（pǐn），如含油軸承、齒輪、凸輪、導杆、刀具等。

▌ 金屬注射成型        

MIM (Metal injection Molding )：是金屬注射成形的簡稱（chēng）。是將金屬粉末與（yǔ）其粘結劑的增塑混合料注射於模型中的成（chéng）形（xíng）方（fāng）法。它是先將所選粉（fěn）末與粘結劑進（jìn）行混合（hé），然後將混合料進（jìn）行（háng）製粒再注（zhù）射成形所需要的形狀。

MIM工藝流程：

MIM流程分為四個獨特加工步驟（混合、成型、脫脂和燒（shāo）結）來實現零部件的生產，針對產品（pǐn）特性決（jué）定是否需要進行表麵（miàn）處理（lǐ）。

技術特點：

1、一次成型負（fù）責（zé）零件；

2、製件表麵質量好、廢品率低、生產（chǎn）效率高、易於實現自動化；

3、對模具材料要求低。

技術核心：

粘接劑是MIM技術的核心隻（zhī）有（yǒu）加入一定量的粘接劑，粉末才具有增強流動性以適合注射成型和維持坯（pī）塊的基本形狀。

▌ 金屬半固態（tài）成型          

半固態（tài）成型：利用非（fēi）枝晶（jīng）半固態金屬（Semi-SolidMetals，簡稱（chēng）SSM）獨（dú）有的流變性和攪熔性來控製鑄件的質量。

半固態成型可分為流變（biàn）成型（xíng）和觸（chù）變成型。

(1)流（liú）變（biàn）成型（Rheoforming）

Rheo casting process

(2)觸變成型（Thixoforming）